自动化技术的发展历史
自动化的发展历史与前景
自动化的发展历史与前景自动化是指利用机械、电子、计算机等技术手段实现对生产、工作和生活中的各种过程的自动控制和自动操作。
自动化技术的发展经历了多个阶段,从简单的机械自动化到现代的智能自动化系统,其应用领域也不断拓展,对人类社会的发展产生了巨大的影响。
一、自动化的发展历史1. 机械自动化阶段:工业革命时期,机械自动化开始浮现,如水力纺织机、蒸汽机械等,使得生产效率大大提高。
2. 电气自动化阶段:20世纪初,电力技术的发展推动了电气自动化的浮现,如电动机、自动化控制系统等。
3. 控制理论的发展:20世纪30年代至50年代,控制理论的不断发展为自动化技术提供了理论基础,如反馈控制、PID控制等。
4. 计算机技术的应用:20世纪60年代,计算机技术的应用使得自动化控制系统更加智能化和灵便化,如数控机床、PLC等。
5. 信息技术的发展:20世纪80年代至今,信息技术的快速发展为自动化技术带来了新的突破,如工业以太网、物联网等。
二、自动化的应用领域1. 工业自动化:工业自动化是自动化技术最早应用的领域之一,包括创造业、化工、石油、能源等行业,可以提高生产效率、降低成本、改善产品质量。
2. 农业自动化:农业自动化可以应用于农田管理、种植、养殖等环节,如智能化的农业机械、自动化的温室等,可以提高农业生产效率和农产品质量。
3. 交通运输自动化:交通运输自动化包括智能交通系统、自动驾驶技术等,可以提高交通运输的安全性和效率,减少交通拥堵和事故发生率。
4. 家庭自动化:家庭自动化可以实现家居设备的智能控制和管理,如智能家居系统、智能电器等,提高生活的便利性和舒适度。
5. 医疗保健自动化:医疗保健自动化可以应用于医疗设备、医疗信息系统等,提高医疗服务的效率和质量,减少医疗事故的发生。
三、自动化的前景1. 智能创造:随着人工智能、大数据、云计算等技术的发展,智能创造将成为未来自动化发展的重要方向,通过智能化的生产设备和系统,实现生产过程的自动化、智能化和灵便化。
自动化科学技术的发展史
自动化科学技术的发展史引言概述:自动化科学技术是指利用现代科学技术手段,实现机器、设备和系统的自动操作和控制的学科领域。
自动化技术的发展史可以追溯到19世纪末,经过多年的发展,如今已经成为现代工业生产和社会生活中不可或者缺的重要组成部份。
本文将从自动化科学技术的发展历程、关键技术突破、应用领域拓展、未来发展趋势和挑战等方面进行详细阐述。
一、自动化科学技术的发展历程1.1 早期阶段:19世纪末至20世纪初,工业革命时期,蒸汽机、电力等技术的发展为自动化技术的兴起提供了基础。
1.2 工业自动化时代:20世纪50年代至70年代,数字计算机、传感器技术等的应用推动了工业自动化的快速发展。
1.3 智能化时代:21世纪以来,人工智能、大数据、云计算等技术的融合应用,使自动化技术进入了智能化时代。
二、关键技术突破2.1 控制理论:PID控制、含糊控制、神经网络控制等控制理论的不断完善和应用,提高了自动化系统的性能和稳定性。
2.2 传感器技术:微型化、多功能化的传感器技术的发展,为自动化系统提供了更为精确和全面的数据采集能力。
2.3 人工智能:深度学习、机器学习等人工智能技术的应用,使自动化系统具备了更高的智能化和自适应能力。
三、应用领域拓展3.1 工业生产:自动化生产线、机器人技术在汽车创造、电子产业等领域得到广泛应用,提高了生产效率和产品质量。
3.2 智能家居:智能家电、智能家居系统的发展,使家庭生活更加便利和舒适。
3.3 城市智能化:智能交通、智能安防等系统的建设,提升了城市管理水平和居民生活质量。
四、未来发展趋势4.1 人机协作:智能机器人、协作机器人技术的发展,将进一步推动自动化技术在工业生产和服务领域的应用。
4.2 云端服务:云计算、物联网等技术的发展,将使自动化系统更加智能化和联网化。
4.3 自主学习:自主学习、自适应技术的应用,将使自动化系统具备更强的智能化和自适应能力。
五、挑战与展望5.1 安全性:自动化系统的安全性和稳定性是当前发展中的重要挑战,需要加强相关技术和标准的研究。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史自动化技术是指通过机械、电子、计算机等技术手段,实现对生产过程、工作流程或系统的自动控制和操作。
它的发展历史可以追溯到工业革命时期,随着科学技术的不断进步和人们对生产效率的追求,自动化技术得到了广泛应用和发展。
1. 工业革命时期的自动化技术工业革命时期,机械化生产的兴起为自动化技术的发展奠定了基础。
18世纪末,英国工程师约翰·凯文斯发明了第一台自动织布机,实现了纺织生产的自动化。
这一发明标志着自动化技术的起步,并为后来的技术发展提供了借鉴。
2. 电气自动化技术的兴起20世纪初,电气技术的发展为自动化技术的进一步发展提供了新的机遇。
电气自动化技术的代表性成果之一是自动化生产线的出现。
自动化生产线通过将各个工序进行电气控制和自动化操作,实现了生产过程的高效率和高精度。
同时,电气自动化技术的应用还推动了工业自动化设备的发展,如自动化机床、自动化仪器等。
3. 计算机技术的应用20世纪50年代以后,计算机技术的迅速发展为自动化技术的进一步提升提供了强大的支持。
计算机的出现使得自动化系统的控制和管理更加精确和高效。
计算机控制系统的应用使得工业生产过程的自动化程度大大提高,同时也为自动化技术的应用范围拓宽了新的领域,如交通运输、能源管理、环境监测等。
4. 机器人技术的发展20世纪60年代,机器人技术的出现标志着自动化技术进入了一个新的阶段。
机器人是一种能够模拟人类动作和行为的自动化装置,它可以执行各种复杂的任务,如生产加工、装配、焊接等。
机器人技术的发展不仅提高了生产效率和质量,还减少了人力资源的消耗和劳动强度。
5. 信息技术的融合随着信息技术的快速发展,自动化技术逐渐与互联网、大数据、人工智能等技术融合,形成了智能化的自动化系统。
智能化自动化系统通过传感器、数据采集、数据分析等技术手段,实现了对生产过程的实时监控和智能决策,进一步提升了生产效率和质量。
总结:自动化技术的发展历经了工业革命时期的机械化、电气自动化技术的兴起、计算机技术的应用、机器人技术的发展以及信息技术的融合。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史自动化技术是指利用各种机械、电子、计算机等技术手段,实现工业生产和各种工作过程的自动化操作和控制。
它的发展历史可以追溯到19世纪末的工业革命时期。
以下是自动化技术发展历史的详细内容:1. 工业革命前期的机械化:在18世纪末至19世纪初的工业革命时期,机械化生产逐渐兴起。
人们开始使用蒸汽机、纺织机械等机械设备来替代传统的手工劳动,实现生产效率的提升。
这是自动化技术发展的起点。
2. 电气化时代的到来:19世纪末到20世纪初,电气化技术的发展带来了自动化技术的新进展。
人们开始使用电动机、电灯等电气设备,实现工厂和家庭的电气化。
同时,电气控制系统的出现使得工业生产可以实现更加精确和可靠的自动化控制。
3. 计算机的应用:20世纪40年代,计算机技术的发展为自动化技术带来了革命性的变革。
计算机的出现使得自动化控制系统可以实现更加复杂的操作和控制,大大提高了生产效率和产品质量。
计算机控制系统的应用范围逐渐扩大,涵盖了工业生产、交通运输、航天航空等各个领域。
4. 机器人技术的兴起:20世纪60年代,机器人技术开始崭露头角。
机器人是一种能够自动执行各种任务的机械设备,可以替代人类进行危险、繁重或重复性工作。
机器人技术的应用不仅提高了生产效率,还改善了工作环境和劳动条件。
5. 自动化系统集成:随着信息技术的发展,自动化技术逐渐与计算机、通信、传感器等技术融合,形成了更加复杂和智能化的自动化系统。
这些系统可以实现生产过程的全面监控和控制,提高生产效率和产品质量,并且具有更高的灵活性和适应性。
6. 智能化和网络化:21世纪以来,自动化技术进一步向智能化和网络化方向发展。
人工智能、大数据、云计算等新兴技术的应用使得自动化系统具备了更强的智能和学习能力,可以实现更加精确和高效的自动化控制。
同时,物联网技术的发展使得各种设备和系统可以实现互联互通,形成更加高效和协同的自动化网络。
总结起来,自动化技术的发展经历了从机械化到电气化,再到计算机化和智能化的过程。
自动化发展史
自动化发展史自动化是指通过机械、电子、计算机等技术手段实现工作过程的自动化,从而提高生产效率、降低成本、提升质量。
自动化技术的发展经历了多个阶段,以下将详细介绍自动化发展史。
1. 机械自动化时代(18世纪末-19世纪初)机械自动化时代是自动化技术最早的阶段。
在18世纪末,工业革命带来了机械工业的迅速发展,人们开始使用机械设备来替代人力,提高生产效率。
例如,水力纺织机、蒸汽机械等的应用,使得纺织、矿山等行业实现了自动化生产。
2. 电气自动化时代(19世纪末-20世纪中叶)电气自动化时代是自动化技术的第二个阶段。
随着电力技术的发展,人们开始使用电力来驱动机械设备,实现自动化生产。
例如,电动机的发明和应用,使得工厂的生产线可以实现连续运转,大大提高了生产效率。
同时,电气控制系统的引入,使得设备的控制更加精确和可靠。
3. 电子自动化时代(20世纪中叶-20世纪末)电子自动化时代是自动化技术的第三个阶段。
随着电子技术的迅猛发展,人们开始使用电子元器件和电子控制系统来实现自动化生产。
例如,数字逻辑电路的应用,使得设备的控制更加智能化和灵活化。
同时,计算机的发展和应用,使得自动化系统的管理和监控更加方便和高效。
4. 信息化自动化时代(20世纪末至今)信息化自动化时代是自动化技术的当前阶段。
随着信息技术的飞速发展,人们开始将信息技术与自动化技术相结合,实现智能化、网络化的自动化系统。
例如,工业互联网的兴起,使得设备之间可以实现实时通信和数据共享,实现更高级别的自动化生产。
同时,人工智能技术的应用,使得自动化系统具备了更强的学习和决策能力。
自动化技术的发展不仅极大地改变了生产方式和生活方式,还对经济社会产生了深远的影响。
它提高了生产效率和质量,降低了成本,创造了更多的就业机会。
同时,自动化技术也带来了一系列的挑战和问题,例如,对人力资源的需求减少,技术更新换代的速度加快等。
总之,自动化技术的发展经历了机械自动化时代、电气自动化时代、电子自动化时代和信息化自动化时代四个阶段。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史自动化技术是指利用各种机械、电子、计算机和信息技术,实现对生产、工程、管理等各个领域中的过程或操作的自动化控制和运行。
自动化技术的发展经历了多个阶段,从最早的机械自动化到现代的数字化自动化,不断推动着工业和社会的进步。
一、机械自动化机械自动化是自动化技术的起源,最早出现在工业革命时期。
18世纪末,英国工程师阿克赛尔·卡尔福德发明了水力纺织机,这是世界上第一台大规模机械化生产设备。
随后,詹姆斯·瓦特改进了蒸汽机,使其成为驱动机械设备的动力源。
这些发明标志着机械自动化技术的诞生。
二、电气自动化20世纪初,电气自动化技术开始崭露头角。
1886年,德国工程师弗朗茨·冯·西奥尔德发明了世界上第一台电动机械自动化系统,这是电气自动化的开端。
随后,电气自动化技术得到了广泛应用,如电力系统、电动机控制、自动化生产线等。
电气自动化技术的发展大大提高了生产效率和产品质量。
三、计算机控制20世纪50年代,计算机技术的发展为自动化技术带来了革命性的变化。
计算机的出现使得自动化控制系统更加精确、可靠和灵活。
在计算机控制下,自动化设备能够根据预设的程序和算法进行智能化的操作和决策。
计算机控制技术的应用范围逐渐扩大,包括工业生产、交通运输、航空航天等领域。
四、数字化自动化20世纪80年代以后,随着信息技术的迅猛发展,数字化自动化技术成为自动化技术的新趋势。
数字化自动化技术利用计算机和网络技术,实现了设备之间的互联互通和信息的实时传输。
通过数字化技术,自动化系统能够更加智能化、自适应和可追溯。
数字化自动化技术在制造业、物流管理、智能交通等领域得到广泛应用。
五、智能化自动化当前,智能化自动化技术成为自动化技术的前沿领域。
智能化自动化技术结合了人工智能、大数据和物联网等新兴技术,实现了自动化系统的智能化和自主化。
智能化自动化技术能够通过学习和优化算法,自动调整和优化系统的运行状态,提高生产效率和资源利用率。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史自动化技术是指通过使用各种机械、电子、计算机和信息技术,实现生产过程、工业操作或其他系统的自动化控制和运行。
自动化技术的发展经历了多个阶段和里程碑,本文将详细介绍自动化技术的发展历史。
1. 工业革命前的自动化在工业革命之前,人们主要依靠手工劳动来完成生产任务。
随着机械工具的发展,人们开始使用一些简单的机械装置来辅助生产。
例如,水力和风力驱动的磨坊、织布机等。
这些机械装置虽然能够提高生产效率,但仍然需要人力来操作和控制。
2. 机械自动化的出现19世纪末,随着工业化的加速发展,机械自动化开始出现。
蒸汽机的发明和应用使得机械自动化得以实现。
例如,自动纺纱机的出现使得纺织工业的生产效率大幅提高。
这些机械自动化设备使用机械传动系统和简单的控制装置,能够在一定程度上减少人力劳动。
3. 电气自动化的兴起20世纪初,电力的应用推动了电气自动化的兴起。
电气自动化利用电力和电磁装置来实现自动化控制。
例如,电气控制系统的应用使得工厂中的机械设备能够自动启停、调节速度和方向。
这些电气控制系统的出现大大提高了生产效率和安全性。
4. 计算机控制的发展20世纪50年代,计算机的发明和应用引领了自动化技术的新一轮发展。
计算机控制系统能够实现更复杂的自动化控制和数据处理。
例如,数控机床的出现使得工件加工的精度和效率大幅提高。
计算机控制系统的发展也推动了自动化技术在交通运输、航天航空等领域的广泛应用。
5. 信息技术的融入随着信息技术的快速发展,自动化技术进一步得到了提升。
传感器技术、网络通信技术、人工智能等的应用使得自动化系统能够实现更高级的功能和智能化的决策。
例如,工业物联网的出现使得工厂中的设备能够实现远程监控和故障诊断,提高了生产效率和可靠性。
6. 未来的发展趋势随着科技的不断进步,自动化技术仍将继续发展。
未来的自动化系统将更加智能化、柔性化和可持续化。
例如,机器学习和深度学习技术的应用将使得自动化系统具备更强大的学习和适应能力。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史自动化技术是指利用机械、电子、计算机和信息技术等手段,对生产过程进行控制和管理的技术。
它的发展经历了多个阶段,从最初的简单机械自动化到现代的智能自动化系统。
本文将详细介绍自动化技术的发展历史。
1. 工业革命前的自动化技术在工业革命之前,人们主要依靠手工劳动来完成生产任务。
然而,随着工业化的发展,人们开始寻求提高生产效率的方法。
最早的自动化技术可以追溯到古代,例如古希腊的水力自动门和古罗马的水渠系统。
这些系统利用水力驱动机械装置,实现了一定程度的自动化。
2. 第一次工业革命的自动化技术第一次工业革命(18世纪末至19世纪初)标志着自动化技术的重大进步。
蒸汽机的发明和工厂的兴起,使得机械自动化得以实现。
例如,詹姆斯·瓦特的蒸汽机被广泛应用于纺织和矿业等行业,大大提高了生产效率。
同时,自动纺织机的出现也使得纺织业实现了一定程度的自动化。
3. 第二次工业革命的自动化技术第二次工业革命(19世纪末至20世纪初)进一步推动了自动化技术的发展。
电力的广泛应用使得机械设备更加便捷和高效。
例如,托马斯·爱迪生的发明,如电灯和电动机,为自动化技术的发展提供了重要的基础。
此外,流水线生产的引入也使得生产过程更加自动化和高效。
4. 计算机技术的发展与自动化技术结合20世纪后半叶,计算机技术的快速发展为自动化技术的进一步发展提供了巨大的推动力。
计算机的出现使得自动化系统具备了更高的智能化和灵活性。
例如,计算机数控(CNC)技术的应用使得机械加工过程实现了高度自动化和精确控制。
同时,工业机器人的出现也使得生产过程更加自动化和高效。
5. 现代智能自动化技术的发展随着人工智能和物联网技术的不断发展,现代智能自动化技术正迎来新的发展机遇。
智能传感器、云计算和大数据分析等技术的应用,使得自动化系统具备了更高的智能化和自适应能力。
例如,智能家居系统可以通过感应器和控制器实现对家庭设备的自动控制和管理,提高生活的便利性和舒适度。
自动化的发展历史与前景
自动化的发展历史与前景自动化是指利用机械、电子、计算机等技术手段,使工作过程在人的干预下减少或不需要人工干预,实现自动操作和控制的过程。
自动化技术的发展经历了多个阶段,从最初的机械自动化到现代的智能自动化,其历史与前景值得关注。
一、自动化发展的历史1. 机械自动化时代(18世纪-19世纪)机械自动化时代的标志是工业革命的兴起。
18世纪末,英国工程师约翰·凯文斯发明了第一台自动化的纺织机械,从而开创了机械自动化的先河。
19世纪,随着蒸汽机的发展和应用,机械自动化得到了进一步的推广和应用,如自动化的纺织机械、印刷机械等。
2. 电气自动化时代(20世纪初-20世纪中叶)20世纪初,电气自动化技术的出现使得自动化水平得到了飞跃性的提升。
电气自动化时代的标志是美国工程师弗兰克·斯普雷格尔发明的自动化生产线,这一技术的应用使得生产效率大幅提高。
随后,电气自动化技术在工业生产中得到广泛应用,如自动化的电气控制系统、传感器等。
3. 计算机自动化时代(20世纪中叶至今)20世纪中叶,计算机技术的快速发展使得自动化技术进入了一个新的阶段。
计算机自动化时代的标志是计算机在自动化控制系统中的应用。
计算机的高速运算和强大的数据处理能力使得自动化系统的控制更加精确和高效。
此外,计算机网络的普及和互联网的发展也为自动化技术的应用提供了更广阔的空间。
二、自动化的前景1. 工业自动化的发展工业自动化是自动化技术应用最为广泛的领域之一。
随着机器人技术、人工智能技术的不断进步,工业自动化的发展前景十分广阔。
未来,工业生产将更加智能化、柔性化,机器人将承担更多的工作任务,提高生产效率和质量。
2. 交通运输自动化的发展交通运输领域也是自动化技术应用的重要领域之一。
自动驾驶技术的快速发展使得无人驾驶汽车成为可能,未来交通将更加安全、高效。
此外,无人机技术的应用也将为物流运输带来革命性的变化。
3. 家庭和生活自动化的发展随着智能家居技术的不断进步,家庭和生活自动化将成为未来的发展趋势。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史自动化技术是指利用机械、电子、计算机等技术手段,使工业生产和其他活动实现自动化、智能化的一种技术体系。
自动化技术的发展历史可以追溯到古代,但真正的自动化技术起源于工业革命时期。
以下是自动化技术的发展历史的详细介绍。
1. 工业革命时期的自动化技术工业革命时期,机械工业的发展推动了自动化技术的初步应用。
1779年,英国工程师亨利·卡尔特赫斯(Henry Cort)发明了一种称为“克鲁克斯轧机”的机械设备,该设备能够自动完成铁矿石的破碎、筛分和烧结等工序,大大提高了生产效率。
2. 第一次工业革命和自动化技术19世纪末,第一次工业革命的到来,进一步推动了自动化技术的发展。
在这个时期,蒸汽机、电力和化学工艺的应用促进了生产线的自动化。
例如,亨利·福特(Henry Ford)在20世纪初引入了流水线生产模式,通过将汽车制造过程分割为多个简单的工序,并使用传送带将零部件运输到不同的工作站,实现了汽车生产的高度自动化。
3. 第二次工业革命和自动化技术20世纪中叶,第二次工业革命的到来,进一步推动了自动化技术的发展。
电子技术的发展使得自动化控制系统更加精确和可靠。
在这个时期,计算机的应用也开始在自动化领域发挥重要作用。
例如,数控机床的出现使得机械加工过程实现了高度的自动化和精确度的提高。
4. 第三次工业革命和自动化技术20世纪末至21世纪初,第三次工业革命的到来,进一步推动了自动化技术的发展。
计算机技术的快速发展,特别是互联网和物联网的兴起,使得自动化技术在各个领域得到广泛应用。
例如,工业机器人的出现使得生产线实现了高度的自动化和灵活性,无人驾驶汽车的研究和发展也在不断进行。
5. 当前自动化技术的发展趋势当前,自动化技术正朝着更加智能化、灵活化和可持续化的方向发展。
人工智能、大数据和云计算等新兴技术的应用,使得自动化系统具备了更强的学习和决策能力。
同时,自动化技术在环境保护和资源利用方面也发挥着重要作用,例如智能家居系统的出现使得能源的使用更加高效。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史自动化技术是指利用机械、电子、计算机等技术手段,使生产过程或工作过程能够自动进行的一种技术。
它的发展历史可以追溯到人类文明的早期阶段。
下面将详细介绍自动化技术的发展历史。
1. 古代自动化技术在古代,人们就开始尝试利用各种机械装置来替代人力劳动。
例如,在古希腊时期,人们发明了水力钟,利用水力驱动钟表的运转。
另外,古代的罗马人也使用了水力系统来驱动一些机械装置,如水车等。
2. 工业革命时期工业革命时期是自动化技术发展的重要阶段。
随着蒸汽机的发明和广泛应用,人们开始尝试利用蒸汽机来驱动各种机械装置,实现生产过程的自动化。
同时,电力的发明和应用也为自动化技术的发展提供了基础条件。
3. 电气自动化技术的兴起20世纪初,电气自动化技术开始崭露头角。
人们开始利用电力来驱动各种机械设备,如电动机、电磁阀等,实现生产过程的自动化控制。
同时,电子技术的发展也为自动化技术的进一步提升提供了支持。
4. 计算机的应用20世纪中叶,计算机的出现和广泛应用,为自动化技术的发展带来了革命性的影响。
计算机可以高效地处理大量的数据和信息,实现复杂的控制和调度功能。
计算机控制系统的出现,使得自动化技术在工业生产中得到了广泛应用。
5. 现代自动化技术的发展随着信息技术的快速发展,自动化技术也在不断演进。
现代自动化技术已经进入了数字化、网络化和智能化的阶段。
例如,工业机器人的应用使得生产线的自动化水平大幅提升,无人驾驶技术的发展使得交通运输领域的自动化成为可能。
总结:自动化技术的发展历史可以追溯到古代,经历了工业革命时期、电气自动化技术的兴起、计算机的应用以及现代自动化技术的发展。
随着科技的不断进步,自动化技术在各个领域的应用越来越广泛,为人们的生产和生活带来了巨大的便利和效益。
未来,随着人工智能和物联网等新技术的发展,自动化技术有望进一步提升,为人类创造更加智能化和高效的生产和生活环境。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史自动化技术是现代工业进步的关键之一。
它通过机械、电子和计算机技术的应用,实现了对生产过程的智能控制和自动化操作。
本文将回顾自动化技术的发展历史,探索其演化过程和背后的驱动力。
一、工业革命与机械自动化18世纪末的工业革命是自动化技术发展的契机。
当时,以英国为代表的国家开始大规模采用蒸汽动力驱动机械设备,例如纺织机和蒸汽火车。
这些机械设备的出现极大地提高了生产效率,改变了人们的生活方式。
这也是机械自动化的开端。
二、电气自动化的兴起晚近的发明家们开始利用电气技术来实现自动化。
19世纪末,托马斯·爱迪生发明了直流电动机,这一技术的出现促进了各种工业机械设备的电动化。
同时,安德烈·安普尔发明了自动化控制装置,使得工厂的生产可以更加智能化和自动化。
三、数字计算机的登场20世纪40年代末,数字计算机的问世标志着自动化技术的新纪元。
计算机以其高效的数据处理能力和精准的控制系统,成为自动化过程中不可或缺的组成部分。
在此之后,自动化技术得到了更大范围的应用,涵盖了制造业、交通运输、石化行业等各个领域。
四、集成与网络化随着信息技术的快速发展,自动化技术呈现出更加先进和复杂的面貌。
计算机网络的普及使得设备之间可以实现快速的信息传递和数据共享。
同时,传感器和执行器的发展使得自动化系统可以更加精确地感知和操作外部环境。
这种集成与网络化的趋势,让自动化技术的应用范围进一步扩大,使得生产效率大幅提升。
五、人工智能和自动化技术21世纪的今天,人工智能技术的快速发展为自动化技术带来了新的突破。
机器学习、深度学习等新技术的应用,使得自动化系统可以更好地理解和应对复杂的环境。
例如,自动驾驶技术的出现,彻底改变了交通运输领域的格局。
人工智能和自动化技术的结合,极大地推动了自动化技术的发展。
总结:自动化技术的发展历经了工业革命、电气化时代、数字计算机时代和信息网络化时代。
从最初的机械自动化到如今的人工智能应用,自动化技术取得了巨大的进步和突破。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史自动化技术的发展历史可以追溯到古代,但真正的突破发生在工业革命时期。
以下是自动化技术发展历史的详细描述。
1. 古代自动化技术在古代,人们已经开始使用一些简单的自动化技术。
例如,古埃及人使用水钟来测量时间,这是一种基于水流的自动化装置。
古希腊人和古罗马人也使用了一些自动化机械,如自动门和自动雕塑。
2. 工业革命时期工业革命时期标志着自动化技术的重大突破。
18世纪末和19世纪初,英国开始大规模使用蒸汽机和纺织机械,这些机械的浮现使得生产过程变得更加快速和高效。
蒸汽机的发明者詹姆斯·瓦特和纺织机械的发明者约瑟夫·马歇尔是自动化技术发展的关键人物。
3. 20世纪初的自动化技术20世纪初,随着电力的广泛应用,自动化技术得到了进一步的发展。
自动化技术开始应用于工业生产线,例如汽车创造业。
亨利·福特在他的汽车创造工厂引入了流水线生产方式,大大提高了生产效率。
同时,自动化控制系统的发展也为工业生产带来了便利。
4. 数字化自动化技术的浮现20世纪60年代,随着计算机的发展,数字化自动化技术开始浮现。
计算机的浮现使得自动化技术更加精确和可靠。
自动化控制系统开始采用数字化控制器,取代了传统的机械和电气控制装置。
这种数字化自动化技术被广泛应用于工业、交通、电力等领域。
5. 现代自动化技术随着信息技术的快速发展,现代自动化技术得到了进一步的提升。
传感器、机器视觉、机器学习等新技术的应用,使得自动化系统能够更加智能地感知和响应环境。
自动化技术也开始应用于更多领域,如智能家居、物流和医疗等。
6. 自动化技术的未来发展未来,自动化技术将继续发展。
随着人工智能和机器学习的进一步发展,自动化系统将变得更加智能和自适应。
自动驾驶汽车、智能机器人等领域的发展也将推动自动化技术的进一步创新。
同时,自动化技术的应用将进一步拓展到更多领域,如农业、能源和环境保护等。
总结:自动化技术的发展经历了古代的简单机械装置,工业革命时期的蒸汽机和纺织机械,20世纪初的电力自动化技术,数字化自动化技术的浮现以及现代自动化技术的快速发展。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史引言概述:自动化技术是指利用机械、电子、计算机等先进技术实现对生产、工程和服务过程的自动控制和操作的一种技术。
它的发展历史可以追溯到工业革命时期,随着科技的进步和社会需求的不断增长,自动化技术得到了广泛应用并不断演进。
本文将从五个方面详细介绍自动化技术的发展历史。
一、工业革命时期的自动化技术1.1 早期机械自动化技术:工业革命时期,人们开始使用机械设备来替代手工劳动,如水力纺织机、蒸汽机等。
这些机械设备的使用使得生产效率大大提高,为自动化技术的发展奠定了基础。
1.2 传动系统的改进:随着机械设备的使用,人们开始研究和改进传动系统,如齿轮传动、皮带传动等。
这些改进使得机械设备的运行更加平稳和高效,为后续自动化技术的发展提供了技术支持。
1.3 机械自动化技术的应用拓展:在工业革命后期,人们开始将机械自动化技术应用于更多领域,如矿山、冶金、化工等。
这些应用的扩展进一步推动了自动化技术的发展。
二、电气自动化技术的兴起2.1 电力的应用:20世纪初,电力的应用逐渐普及,电力驱动的设备开始取代传统的机械设备。
电力的使用使得设备的控制更加灵活和精确,为电气自动化技术的发展提供了基础。
2.2 控制系统的发展:随着电力的应用,人们开始研究和发展控制系统,如自动调节控制系统、逻辑控制系统等。
这些控制系统的出现使得设备的自动化程度不断提高,生产效率得到进一步提升。
2.3 电气自动化技术的应用拓展:电气自动化技术的应用范围逐渐扩大,包括制造业、能源行业、交通运输等。
这些应用的拓展推动了电气自动化技术的进一步发展。
三、计算机控制技术的崛起3.1 计算机的应用:二战后,计算机的发展进入了一个新的阶段。
计算机的应用使得设备的控制更加精确和智能化,为计算机控制技术的崛起奠定了基础。
3.2 程序控制系统的发展:随着计算机的应用,人们开始研究和发展程序控制系统,如PLC(可编程逻辑控制器)等。
这些系统的出现使得设备的自动化程度大幅提升,生产过程更加稳定和高效。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史自动化技术是指利用机械、电子、计算机等先进技术,使生产过程、工业设备或者系统能够自动执行任务或者进行控制的技术。
它的发展历史可以追溯到工业革命时期,随着科学技术的不断进步,自动化技术得到了迅猛发展。
1. 工业革命时期的初期阶段(18世纪末-19世纪初)工业革命的到来标志着机器代替人力的时代的开始。
最早的自动化技术是由机械设备实现的,例如蒸汽机、纺织机等。
这些机械设备的浮现极大地提高了生产效率,减少了人力劳动的需求。
2. 电气自动化技术的兴起(19世纪末-20世纪初)随着电力的普及和电气技术的发展,电气自动化技术开始逐渐应用于工业生产中。
电气自动化技术的代表是电动机和电子继电器的应用。
这些技术的浮现使得生产过程更加灵便和高效。
3. 计算机控制技术的引入(20世纪40年代-50年代)计算机的浮现为自动化技术的发展带来了革命性的变化。
计算机控制技术的应用使得生产过程的控制更加准确和精细化。
例如,数控机床的浮现使得工件加工的精度大大提高。
4. 现代自动化技术的发展(20世纪70年代至今)随着计算机技术的不断进步,现代自动化技术得到了广泛应用。
自动化技术不仅应用于工业生产,还应用于交通运输、医疗、农业等领域。
例如,工厂中的生产线可以实现全自动化操作,无人驾驶技术正在逐渐成熟。
5. 未来自动化技术的发展趋势随着人工智能、大数据和物联网等新技术的不断发展,自动化技术将进一步向智能化、网络化方向发展。
未来的自动化系统将具备更高的智能化水平,能够自主学习和适应环境变化。
总结起来,自动化技术的发展历史经历了从机械自动化到电气自动化,再到计算机控制和现代自动化的演变过程。
随着科技的进步和创新,自动化技术将继续向更高的水平发展,为人类创造更多的便利和效益。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史引言概述:自动化技术是指利用各种机械、电子、计算机等技术手段,使生产、管理、控制等过程实现自动化的一种技术。
自动化技术的发展历史可以追溯到工业革命以前的机械化生产,随着科技的不断进步,自动化技术得到了广泛的应用和发展。
本文将从四个方面详细阐述自动化技术的发展历史。
一、机械化时代的自动化技术1.1 水力机械的应用在工业革命之前,水力机械是最早的自动化技术之一。
通过水力驱动的机械装置,如水车、水磨等,实现了一定程度上的自动化生产。
水力机械的应用使得生产效率大幅提升,为后来的自动化技术奠定了基础。
1.2 蒸汽机的浮现蒸汽机的发明和应用,标志着机械化时代的到来。
蒸汽机的自动化程度相对较高,通过调节阀门和控制装置,可以实现自动化的能量转换和运行控制。
蒸汽机的浮现使得生产过程更加高效,为后来的自动化技术发展提供了先决条件。
1.3 传动装置的改进在机械化时代,传动装置的改进也是自动化技术发展的重要一环。
传动装置的自动化程度越高,生产过程中的能量转换和运动控制就越精确和高效。
例如,发明的变速箱、离合器等传动装置,使机械设备的运行更加灵便和自动化。
二、电气化时代的自动化技术2.1 电动机的应用电动机的发明和应用,标志着电气化时代的到来。
电动机的自动化程度较高,通过电气控制和调节,可以实现自动化的能量转换和运行控制。
电动机的应用使得生产过程更加灵便和高效,为后来的自动化技术发展提供了基础。
2.2 控制系统的发展在电气化时代,控制系统的发展也是自动化技术进步的重要推动力。
控制系统的自动化程度越高,生产过程中的运行控制和监测就越精确和高效。
例如,发明的自动化控制器、传感器等装置,使得生产过程更加智能化和自动化。
2.3 自动化生产线的浮现在电气化时代,自动化生产线的浮现标志着自动化技术的飞跃发展。
自动化生产线通过集成各种自动化设备和控制系统,实现了整个生产过程的自动化。
自动化生产线的应用使得生产效率大幅提升,为现代工业的快速发展提供了强大的支持。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史自动化技术是指利用机械、电子、计算机等现代科学技术手段,对生产、工程和管理等过程进行自动化控制和操作的技术。
它的发展历史可以追溯到人类社会进步的早期阶段。
以下是自动化技术发展历史的详细描述。
1. 古代自动化技术在古代,人们已经开始尝试利用机械装置来完成一些重复性的工作。
例如,古埃及的金字塔建造过程中,人们使用了简单的滑轮和斜坡来提升和挪移巨大的石块。
古希腊的工程师阿基米德发明了水力机械,用于提供水力动力。
这些早期的自动化技术为后来的发展奠定了基础。
2. 工业革命与机械自动化工业革命是自动化技术发展的重要里程碑。
18世纪末和19世纪初,英国开始大规模地应用机械装置来替代人力。
詹姆斯·瓦特改进了蒸汽机,使其能够驱动纺织机、矿井泵等设备,实现了工业化的突破。
此后,自动化技术在纺织、矿业、冶金等行业得到广泛应用,提高了生产效率和质量。
3. 电气自动化的兴起20世纪初,电力和电子技术的发展为自动化技术带来了新的机遇。
托马斯·爱迪生的发明,特殊是电灯的普及,推动了电力行业的快速发展。
同时,电气控制技术的发展使得机械设备能够通过电气信号进行控制,实现自动化操作。
例如,自动化生产线的浮现使得汽车创造业实现了大规模的生产,大大提高了生产效率。
4. 计算机控制的自动化20世纪40年代末,计算机技术的浮现引领了自动化技术的新发展。
计算机能够处理大量的数据和复杂的控制算法,使得自动化系统的控制更加精确和高效。
例如,自动化控制系统可以通过传感器和执行器实时监测和调节温度、湿度、压力等参数,使得生产过程更加稳定和可靠。
此外,计算机的普及也使得自动化技术在各个领域得到广泛应用,包括交通运输、航空航天、医疗保健等。
5. 现代自动化技术的发展随着信息技术的快速发展,自动化技术也进入了一个新的阶段。
现代自动化技术融合了计算机、通信、传感器、机器学习等多种技术手段,实现了更加智能化和灵便化的自动化系统。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史自动化技术是指利用机械、电子、计算机等技术手段,实现对工业生产、交通运输、能源供应、农业生产等过程的自动控制和操作。
它的发展历史可以追溯到人类社会进入工业化时代以来。
1. 工业革命前的自动化技术在工业革命之前,人们主要依靠人力和简单的机械设备进行生产。
然而,随着工业化的兴起,人们开始寻求更高效、更精确的生产方式。
18世纪末,英国的工业革命为自动化技术的发展奠定了基础。
蒸汽机的发明使得生产力大幅提高,但仍然需要人工操作。
2. 机械自动化技术的诞生19世纪末,机械自动化技术开始崭露头角。
1884年,美国工程师哈里·福德开发出了第一台自动生产线,用于制造汽车零部件。
这一创新大大提高了生产效率和产品质量,并成为后来自动化生产的基础。
随后,自动化技术在钢铁、化工、纺织等行业得到广泛应用,推动了工业生产的快速发展。
3. 电子自动化技术的兴起20世纪中叶,电子技术的飞速发展为自动化技术的进一步发展提供了技术支持。
电子元件的小型化和功能的增强使得自动化设备更加智能化和精确化。
此时期,计算机的出现也为自动化技术的应用提供了巨大的便利。
计算机的运算速度和存储容量的提升,使得自动化控制系统能够处理更复杂的任务。
4. 现代自动化技术的发展进入21世纪,自动化技术得到了进一步的发展和应用。
随着人工智能、物联网、大数据等新兴技术的兴起,自动化技术在工业生产、交通运输、能源管理等领域发挥着越来越重要的作用。
例如,工业机器人的普及使得生产线更加灵活高效;智能交通系统的应用提高了交通运输的安全性和效率;智能家居的普及提升了生活的便利性和舒适度。
总结:自动化技术的发展历史可以追溯到工业革命前,经历了机械自动化、电子自动化,到现代的智能化自动化。
随着科技的进步和创新的推动,自动化技术在各个领域的应用越来越广泛。
它不仅提高了生产效率和产品质量,还改善了人们的生活和工作环境。
未来,随着技术的不断创新,自动化技术将继续发展,为人类创造更加便利和舒适的生活。
自动化技术的发展历程
自动化技术的发展历程自动化技术是现代工业和社会发展的重要基石,它的发展历程影响了人类社会的进步和变革。
本文将从早期的工业革命、自动化产业的萌芽、计算机技术的革命以及现代智能化的发展等方面,探讨自动化技术的发展历程。
1. 工业革命的先驱工业革命是自动化技术的起源,它代表了人类社会从传统手工业向机械化生产的演进。
18世纪末,英国发生的工业革命彻底改变了人类生产方式,蒸汽机和纺织机械的发明使生产力大幅提升。
随着机械化的推进,生产过程逐渐实现了自动化,劳动力解放出来,工业生产迎来了前所未有的发展机遇。
2. 自动化产业的萌芽随着工业革命的推进,自动化产业开始崭露头角。
19世纪末,美国的福特汽车公司引入了流水线生产,使汽车制造工艺实现了部分自动化。
福特的成功激发了其他行业对自动化的兴趣,各种自动化设备和控制系统开始被应用于工厂和生产线。
这一时期,自动化技术的核心是机械和电气控制,它们的应用使生产效率大幅提升,为后续的发展奠定了基础。
3. 计算机技术的革命20世纪中叶,计算机技术的出现引发了自动化技术的革命。
计算机的发展使自动化系统实现了数字化和智能化,从传统的硬件控制向软件控制的转变。
控制系统可以实时监测和调整生产过程,大大提高了生产效率和产品质量。
此外,计算机技术的应用还推动了自动化技术在数据处理、通信等方面的发展,为现代自动化奠定了坚实的基础。
4. 现代智能化的发展随着计算机技术的不断进步,自动化技术进入了智能化的时代。
人工智能、机器学习、大数据等新兴技术的兴起,使自动化系统具备了更高的智能和自适应能力。
现代的自动化系统可以根据不同的环境和需求,自主地进行决策和优化,实现更高水平的自动化控制。
例如,在工业生产中,自动化机器人和无人化设备的应用正在逐步普及,人们的工作方式和生活方式也随之发生了巨大变化。
5. 自动化技术的未来展望随着科技的不断进步和创新,自动化技术的发展前景广阔。
未来,自动化技术将更加注重人机协同合作,加强智能化和自学习的能力,实现更高水平的自动化。
自动化技术的发展历史
自动化技术的发展历史自动化技术是指利用机械、电子、计算机等技术手段,实现对工业生产、商业服务、农业生产等各个领域的自动化控制和操作。
自动化技术的发展历史可以追溯到古代,但真正的自动化技术在工业革命时期开始快速发展。
1. 工业革命前的自动化技术在工业革命之前,人们主要依靠手工劳动来完成生产任务。
例如,古代的埃及人使用水灌溉系统来自动灌溉农田,古希腊人发明了水钟来测量时间。
这些都可以被认为是早期的自动化技术。
2. 工业革命时期的自动化技术工业革命时期,蒸汽机的发明和应用推动了自动化技术的发展。
蒸汽机的自动控制系统使得机器能够自动运行,不再需要人工操作。
同时,自动化技术在纺织、矿业、冶金等行业得到广泛应用。
例如,自动纺纱机的发明使得纺织工业实现了大规模生产。
3. 电气自动化技术的发展20世纪初,电气自动化技术开始兴起。
电气自动化技术的发展得益于电力系统的建立和电子技术的进步。
电气自动化技术的代表是自动化控制系统。
自动化控制系统通过传感器、执行器和控制器等设备,实现对生产过程的监测和控制。
例如,自动化控制系统可以通过测量温度、压力等参数,实现对工厂的温度、压力等参数的自动调节。
4. 计算机控制的自动化技术随着计算机技术的发展,计算机控制的自动化技术得到了广泛应用。
计算机控制系统通过计算机来实现对生产过程的控制和管理。
计算机控制的自动化技术具有高效、精确、可靠等特点,可以大大提高生产效率和质量。
例如,工业机器人就是计算机控制的自动化技术的典型应用之一。
工业机器人可以完成重复、精细和危险的工作,提高生产效率和安全性。
5. 现代自动化技术的发展随着信息技术的发展,现代自动化技术呈现出多领域、多层次、智能化的特点。
现代自动化技术在制造业、交通运输、医疗卫生、能源等领域得到广泛应用。
例如,智能家居系统可以实现对家庭设备的自动控制和管理,智能交通系统可以实现对交通流量的自动调节和管理。
总结:自动化技术的发展历史经历了从简单机械到电气控制,再到计算机控制的演变过程。
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古代人类在长期生产和生活中﹐为了减轻自己的劳动﹐逐渐产生利用自然界动力代替人力畜力﹐以及用自动装置代替人的部分繁难的脑力活动的愿望﹐经过漫长岁月的探索﹐他们互不相关地造出一些原始的自动装置。
1. 我国古代自动装置指南车是我国古代伟大的发明之一,也是世界上最早的控制论机械之一。
用英国著名科学史专家李约瑟的话说,中国古代的指南车“可以说是人类历史上迈向控制论机器的第一步”,是人类“第一架体内稳定机”。
相传在四千多年以前,我国南方有个九黎部族。
有一年,他们的首领蚩尤,与炎帝族发生了冲突。
于是,炎帝族和黄帝族联合起来,在涿鹿同九黎族进行了一次激烈的战斗。
蚩尤使用魔法,造出漫天的大雾,把黄帝和他的军队团团围在里面。
正当黄帝愁眉不展、万分焦急的时候,一个叫风后的臣子做了一辆指南车。
有了指南车的引导,黄帝统帅的军队冲破重重迷雾,终于战胜了蚩尤。
指南车,又称司南车,是中国古代用来指示方向的一种机械装置。
指南车与指南针相比在指南针利用电磁效应的原理截然不同,是根据差速齿轮原理设计的,它是利用齿轮传动系统,根据车轮的转动,由车上木人指示方向。
不论车子转向何方,木人的手始终指向南方,“车虽回运而手常指南”。
漏壶是我国古代计时器的一种,我国现存最完整的成组型滴漏是元代仁宗延祐三年(公元1316年)铸造,全组由4个安放在阶梯上的漏壶组成,最上层称日壶,第二层称月壶,第三层称星壶,最底下一层称受水壶。
各壶都有铜盖,受水壶铜盖中央插一把铜尺,尺上刻有12时辰的刻度,自下而上为子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。
铜尺前插一木制浮剑,木剑下端是一块木板,叫浮舟。
水由日壶按次沿龙头滴下,受水壶中的水随时间的推移而逐渐增加,浮剑逐渐上升,从而读出时间。
记里鼓车这是一种会自动记载行程的车辆,1800年前的汉代,大科学家张衡发明了记里鼓车。
记里鼓车的基本原理和指南车相同,也是利用齿轮机构的差动关系。
据记载,记里鼓车分上下两层,上层设一钟,下层设一鼓。
记里鼓车上有小木人,头戴峨冠,身穿锦袍高坐车上。
车走十里,木人击鼓1次,当击鼓十次,就击钟一次。
漏水转浑天仪简称浑天仪。
为东汉科学家张衡创制的一件天文仪器。
是一种水运浑象。
用一个直径四尺多的铜球,球上刻有二十八宿、中外星官以及黄赤道、南北极、二十四节气、恒显圈、恒隐圈等,成一浑象,再用一套转动机械,把浑象和漏壶结合起来。
以漏壶流水控制浑象,使它与天球同步转动,以显示星空的周日视运动,如恒星的出没和中天等。
候风地动仪是世界上第一架测验地震的仪器。
中国东汉时期天文学家张衡于汉顺帝阳嘉元年(132)制成,候风地动仪用精铜制成,直径2.7米,其外形像一个大型酒樽。
地动仪里面有精巧的结构,主要为中间的都柱(相当于一种倒立型的震摆)和它周围的八道(装置在摆的周围的8组机械装置)。
在樽的外面相应地设置8条口含小铜珠的龙,每个龙头下面都有一只蟾蜍张口向上。
如果发生较强的地震,都柱因受到震动而失去平衡,这样就会触动八道中的一道,使相应的龙口张开,小铜珠即落入蟾蜍口中,由此便可知道地震发生的时间和方向。
水运仪象台是中国古代一种大型的天文仪器,由宋朝天文学家苏颂等人创建。
它是集观测天象的浑仪、演示天象的浑象、计量时间的漏刻和报告时刻的机械装置于一体的综合性观测仪器,实际上是一座小型的天文台。
这台仪器的制造水平堪称一绝,充分体现了我国古代人民的聪明才智和富于创造的精神。
2. 自动装置的出现和应用(18世纪以前)公元1世纪古埃及和希腊的发明家也创造了一些机器人或机器动物来适应当时宗教活动的需要。
如教堂庙门自动开启﹑铜祭司自动洒圣水﹑投币式圣水箱和教堂门口自动鸣叫的青铜小鸟等自动装置。
近代自动装置17世纪以来﹐随着生产的发展﹐在欧洲的一些国家相继出现了多种自动装置﹐其中比较典型的有﹕法国物理学家B.帕斯卡在1642年发明能自动进位的加法器﹔荷兰机械师C.惠更斯于1657年发明钟表﹐提出钟摆理论﹐利用锥形摆作调速器﹔英国机械师E.李1745年发明带有风向控制的风磨﹐利用尾翼来使主翼对准风向﹔俄国机械师И.И.波尔祖诺夫1765年发明浮子阀门式水位调节器﹐用于蒸汽锅炉水位的自动控制。
3. 自动化技术形成时期(18世纪末至20世纪30年代)社会的需要是自动化技术发展的动力。
自动化技术是紧密围绕着生产﹑军事设备的控制以及航空航天工业的需要而形成和发展起来的。
工业上的应用,是以瓦特的蒸汽机调速器作为正式起点。
1788年﹐瓦特为了解决工业生产中提出的蒸汽机的速度控制问题﹐把离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来﹐构成蒸汽机转速调节系统﹐使蒸汽机变为既安全又实用的动力装置。
此时的自动化装置是机械式的,而且是自力型的。
4. 控制理论的发展(1)经典控制理论:20世纪40年~20世纪50年代经典控制理论以传递函数为基础,已频率法和根轨迹法作为分析和综合系统基本方法,对单输入单输出控制系统进行分析与设计。
(2)现代控制理论:20世纪60年代获得迅猛发展现代控制理论是在经典控制理论的基础上,于60年代以后发展起来的。
它的主要内容是以状态空间为基础,研究多输入、多输出、时变参数、分布参数、随机参数、非线性等控制系统的分析和设计问题。
最优控制、最优滤波、系统辨识、自适应控制等理论都是这一领域重要的研究课题。
与经典线性控制理论相比,现代线性系统主要特点是:研究对象一般是多变量线性系统,而经典线性理论则以单输入单输出系统为对象;除输入和输出变量外,还描述系统内部状态的变量;在分析和综合方面以时域方法为主而经典理论主要采用频域方法;使用更多数据工具。
大系统理论:20世纪70年代开始原有的控制理论,不论是经典控制理论,还是现代控制理论,都是建立在集中控制的基础上,即认为整个系统的信息能集中到某一点,经过处理,再向系统各部分发出控制信号。
这种理论应用到大系统时遇到了困难。
这不仅由于系统庞大,信息难以集中,也由于系统过于复杂,集中处理的信息量太大,难以实现。
因此需要有一种新的理论,用以弥补原有控制理论的不足。
系统理论,关于大系统分析和设计的理论。
大系统的特征是:规模庞大、结构复杂(环节较多、层次较多或关系复杂)、目标多样、影响因素众多,且常带有随机性的系统。
这类系统不能采用常规的建模方法、控制方法和优化方法来分析和设计,因为常规方法无法通过合理的计算工作得到满意的解答。
随着生产的发展和科学技术的进步,出现了许多大系统,如电力系统、城市交通网、数字通信网、柔性制造系统、生态系统、水源系统和社会经济系统等。
这类系统都具有上述特点,因此造成系统内部各部分之间通信的困难,提高了通信的成本,降低了系统的可靠性。
大系统有两种常见的结构形式:①多层结构。
这种结构是把一个大系统按功能分为多层次,其中最低层为调节器,它直接对被控对象施加控制作用。
②多级结构。
这种结构是在对分散的子系统实行局部控制的基础上再加一个协调级去解决子系统之间的控制作用不协调问题。
智能控制理论:20世纪90年代至今随着计算机网络的迅速发展﹐管理自动化取得较大进步﹐出现了管理信息系统﹑办公自动化﹑决策支持系统。
智能化程度日益增加,自动化技术不仅仅是减轻和代替了人们的体力劳动,而且也在很大程度上代替了人们的脑力劳动。
人类开始综合利用传感技术﹑通信技术﹑计算机﹑系统控制和人工智能等新技术和新方法来解决所面临的工厂自动化﹑办公自动化﹑医疗自动化﹑农业自动化以及各种复杂的社会经济问题。
研制出柔性制造系统﹑决策支持系统﹑智能机器人和专家系统等高级自动化系统。
5. 控制系统结构的发展➢50多年来,中国控制仪表和控制系统在经历了气动基地式仪表、电动(气动)单元组合仪表、智能数字调节器几代控制仪表的发展过程后,进入了DCS、PLC、FCS、PCBCS 控制系统并存的时代。
➢在工业生产过程中,1969年问世的PLC可编程控制器和1975年问世的DCS集散控制系统可能是两类影响最为深远的计算机控制系统。
PLC的问世取代了继电器之类的器件,实现了开关量的连锁控制、程序控制;DCS的问世取代了显示仪、调节器之类的仪表,实现了模拟量的指示、记录和PID回路调节等功能。
➢20世纪80年代末期,随着计算机技术、通信技术、集成电路技术、智能传感器技术的发展而出现的现场总线控制系统(Fieldbus Control System , FCS )改变了原有控制系统的结构,使控制系统由封闭向开放走出了重要的一步。
➢20世纪90年代中期,以PC为基础的控制系统(PC-Based Control System,PCBCS)开始出现,不少学者认为它将是工业自动化领域最具发展潜力的新技术,他们将PCBCS 与PLC 、DCS、 (或者再加上FCS)并称为工业生产过程三大(或四大)控制系统。
PCBCS控制系统主要由以三部分组成:PC机;I/O组件及其连接件;操作系统软件和应用软件。
PCBCS是将经过加固的PC机硬件与控制软件相结合,实施通常由专用PLC、 DCS 执行的控制功能,或者说将PLC的控制功能"封装在"软件内,运行在PC的环境中。
PC机将以往PLC、DCS控制系统中的操作站、控制站溶为一体,同时具备实施控制、通信及操作显示等多项功能。
6. 自动化装置简易发展过程•目前应用最多的检测仪表主要是DDZ-Ⅲ型模拟仪表和部分智能型仪表。
•考虑到控制系统逐渐向FCS方向发展,因此现场总线技术和现场总线仪表的应用将日渐广泛。
•当采用常规检测和控制仪表时,控制系统的结构是由各仪表单元组合而成和各自独立的控制系统,各环节之间采用的是点对点联接的方法。
•当采用计算机或数字控制器作为控制单元时,系统的结构就可能是多样的,但其基本控制原理差别不大。
例如:有直接数字控制系统DDC、集散控制系统DCS、现场总线控制系统FCS。
•在网络化的控制回路系统中,多数检测和仪表单元均是通过网络相互联接和传送信息的。
•科技的进步,促使自动化仪表的不断更新与完善,从而又进一步拓展了自动化仪表的应用领域,构成各种不同功能的自动化装置,推动了控制系统的变革与发展,使控制系统由原来的常规控制系统到直接数字控制系统DDC、集散控制系统DCS、现场总线控制系统FCS等,以满足社会生产力的不同需要。